Acquis d'apprentissage

Ce cours est destiné à familiariser les étudiants aux différentes techniques d'analyse de surfaces et d'interfaces utilisant des faisceaux d'électrons et des faisceaux d'ions de basse et haute énergie.

Objectifs

Donner aux étudiants du master en physique en FA une connaissance théorique des méthodes principales d'analyse de surfaces et d'interfaces, utilisées pour la recherche académique et industrielle.

Contenu

Spectroscopies électronique et ionique à basse énergie (L. Houssiau, 15h)

  1. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
  2. Auger electron spectroscopy (AES)
  3. Secondary ion mass spectrometry (SIMS et ToF-SIMS)
  4. Low energy ion scattering (LEIS)

Spectrométries ioniques à haute énergie (J. Colaux, 15h)

  1. Interactions des ions avec la matière (perte d'énergie, étalement énergétique, sections efficaces de réactions)
  2. Détection de rayonnements ou de particules (chargées ou non)
  3. Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)
  4. Elastic Recoil Detection (ERD)
  5. (Resonant) Nuclear Reaction Analysis (NRA ou RNRA)
  6. Particle-Induced X- or Gamma-ray Emission (PIXE ou PIGE)
  7. Synergie des techniques IBA (Total-IBA)

 

Méthodes d'enseignement

Cours magistral, illustré principalement par des présentations PowerPoint.

Méthode d'évaluation

Spectroscopies électronique et ionique à basse énergie (L. Houssiau; 50% de la note globale)

L'évaluation se fera sous la forme d'un examen oral avec préparation (en session de janvier ou août).

Spectrométries ioniques à haute énergie (J. Colaux; 50% de la note globale)

L’examen oral, organisé en session de janvier ou août, se déroule sous la forme de la discussion d’un article issu de la littérature scientifique et traitant de l’analyse de spécimens par faisceau d’ions à haute énergie. La thématique de l’article est libre (e.g., Sciences des matériaux, Sciences du Patrimoine, Métrologie, Sciences de la vie, Géologie…) mais l'article sélectionné aura été publié au cours des dix dernières années. Chaque étudiant sélectionne lui-même un article dans la littérature et le soumet à J. Colaux pour validation. Un même article ne pourra pas être sélectionné par plusieurs étudiants.
Pour la session de janvier, l’article doit être soumis pour le 16 et validé pour le 27 décembre au plus tard.
Pour la session d’août, l’article doit être soumis pour le 12 et validé pour le 16 mai au plus tard.

L’évaluation consiste à discuter des choix opérés par les auteurs de l’article. Pourquoi ont-ils utilisé ces techniques IBA ? Quels sont les avantages et les inconvénients de ces choix ? Auraient-ils pu ou dû utiliser d’autres techniques (vues dans cette UE SPHYM226) ? Quels sont les points d’attention particuliers auxquels il faut être attentif pour réaliser une analyse fiable et précise ? …

Chaque étudiant est libre de préparer ou non un support pour son évaluation. Les supports de cours, disponibles sur WebCampus, sont autorisés pour cette évaluation.

 

Sources, références et supports éventuels

Physique nucléaire 1re partie (G. Terwagne - Librairie des Sciences, FUNDP) Physique nucléaire 2e partie (G. Terwagne - Librairie des Sciences, FUNDP)

Langue d'instruction

Français